(57)【要約】【課題】無線基地局からの電波電界強度を推定し、電界強度に基づいて無線端末との間の通信機能を停止することができる無線中継装置を提供することである。【解決手段】本発明に係る無線中継装置は、端末側通信部３２からの電波の基地局側通信部２２における第１電界強度、および、端末側通信部３２の送信電力情報を取得する基地局側制御部２４と、端末側制御部３４とを備え、基地局側制御部２４は、無線基地局からの電波の基地局側通信部２２における第２電界強度を基地局側通信部２２から取得し、端末側制御部３４は、該第１電界強度および該送信電力情報に基づいて伝搬損失を算出し、第２電界強度および伝搬損失から、無線基地局からの電波の端末側通信部３２における第３電界強度を推定し、第３電界強度が所定の閾値より大きい場合は端末側通信部３２の動作を停止することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と無線端末との間で送受信される電波を中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局と電波を送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末と電波を送受信する端末側通信部と、
前記端末側通信部からの電波の前記基地局側通信部における第１電界強度、および、前記端末側通信部の送信電力情報を取得する基地局側制御部と、
前記端末側通信部の動作を制御する端末側制御部と
を備え、
前記基地局側制御部は、前記無線基地局からの電波の前記基地局側通信部における第２電界強度を前記基地局側通信部から取得し、
前記端末側制御部は、
前記基地局側制御部から前記第１電界強度および前記送信電力情報を取得し、該第１電界強度および該送信電力情報に基づいて、前記端末側通信部から前記基地局側通信部への伝搬損失を算出し、
前記第２電界強度および前記伝搬損失から、前記無線基地局からの電波の前記端末側通信部における第３電界強度を推定し、
前記第３電界強度が所定の閾値より大きい場合は前記端末側通信部の動作を停止する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置であって、前記端末制御部は、前記第１電界強度と前記送信電力情報との差分から前記伝搬損失を算出し、前記第２電界強度から前記伝搬損失をひいて前記第３電界強度を推定することを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線中継装置であって、前記端末側制御部は、起動時に自動的に前記伝搬損失を算出し、定期的に前記第３電界強度を推定することを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、該無線中継装置は、
前記無線基地局と電波を送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末と電波を送受信する端末側通信部と
を備え、
前記端末側通信部からの電波の前記基地局側通信部における第１電界強度を取得するステップと、
前記端末側通信部の送信電力情報を取得するステップと、
前記第１電界強度および前記送信電力情報に基づいて、前記端末側通信部から前記基地局側通信部への伝搬損失を算出するステップと、
前記無線基地局からの電波の前記基地局側通信部における第２電界強度を取得するステップと、
前記第２電界強度および前記伝搬損失から、前記無線基地局からの電波の前記端末側通信部における第３電界強度を推定するステップと、
前記第３電界強度が所定の閾値より大きい場合は端末側通信部の動作を停止するステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置および無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線端末が無線基地局と通信するためには、無線基地局からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に無線端末が位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地には障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された無線基地局からは、電波が届かない領域（例えば、建物の内部や地下）が多く存在する。特に、ＩＥＥＥ標準規格802.16eを基に規格化されたＷｉＭＡＸ（登録商標）（WiMAX：Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の高速無線通信方式においては、２．５ＧＨｚ以上の周波数帯が使用されるが、このような高周波数帯の電波は直進性が強く障害物を回りこむ性質が弱いため、障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするため、無線基地局と無線端末との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
サービス初期においては、無線基地局は主要拠点にのみ設置されていることが多く、電波が届かない領域が多く点在するため、電波が届かない領域に無線中継装置を設置することでサービスエリアを拡大することが好ましい。しかしながら、サービスが円熟期に達すると、無線基地局の増設により無線基地局でカバーできるサービスエリアが拡大する。その結果、既設の無線中継装置を使用しなくても、無線中継装置のエリア内に存在する無線端末が無線基地局と通信可能な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線中継装置を使用しなくても当該無線中継装置エリア内の無線端末が無線基地局と通信可能な場合、当該無線中継装置が消費する電力は無駄であるため、この消費電力を低減することが好ましい。
【０００６】
例えば、無線基地局の消費電力を低減する方法として、受信信号の信号品質を検出して信号品質が良好な場合は送信出力を抑制することにより消費電力を低減する方法などが知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、送信出力を抑制するだけであるため、送信出力に直接関連する部分の消費電力を送信出力の抑制分だけ低減できるのみであり、消費電力の低減効果は限定的である。
【０００８】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、無線基地局からの電波のサービス部における電界強度を推定し、当該電界強度に基づいて無線端末との間の通信機能を停止することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する第１の観点に係る無線中継装置の発明は、
無線基地局と無線端末との間で送受信される電波を中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局と電波を送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末と電波を送受信する端末側通信部と、
前記端末側通信部からの電波の前記基地局側通信部における第１電界強度、および、前記端末側通信部の送信電力情報を取得する基地局側制御部と、
前記端末側通信部の動作を制御する端末側制御部と
を備え、
前記基地局側制御部は、前記無線基地局からの電波の前記基地局側通信部における第２電界強度を前記基地局側通信部から取得し、
前記端末側制御部は、
前記基地局側制御部から前記第１電界強度および前記送信電力情報を取得し、該第１電界強度および該送信電力情報に基づいて、前記端末側通信部から前記基地局側通信部への伝搬損失を算出し、
前記第２電界強度および前記伝搬損失から、前記無線基地局からの電波の前記端末側通信部における第３電界強度を推定し、
前記第３電界強度が所定の閾値より大きい場合は前記端末側通信部の動作を停止する
ことを特徴とする。
【００１０】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る無線中継装置であって、前記端末制御部は、前記第１電界強度と前記送信電力情報との差分から前記伝搬損失を算出し、前記第２電界強度から前記伝搬損失をひいて前記第３電界強度を推定することを特徴とする。
【００１１】
第３の観点に係る発明は、第１または第２の観点に係る無線中継装置であって、前記端末側制御部は、起動時に自動的に前記伝搬損失を算出し、定期的に前記第３電界強度を推定することを特徴とする。
【００１２】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１３】
例えば、本発明を方法として実現させた第４の観点に係る無線通信方法の発明は、
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、該無線中継装置は、
前記無線基地局と電波を送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末と電波を送受信する端末側通信部と
を備え、
前記端末側通信部からの電波の前記基地局側通信部における第１電界強度を取得するステップと、
前記端末側通信部の送信電力情報を取得するステップと、
前記第１電界強度および前記送信電力情報に基づいて、前記端末側通信部から前記基地局側通信部への伝搬損失を算出するステップと、
前記無線基地局からの電波の前記基地局側通信部における第２電界強度を取得するステップと、
前記第２電界強度および前記伝搬損失から、前記無線基地局からの電波の前記端末側通信部における第３電界強度を推定するステップと、
前記第３電界強度が所定の閾値より大きい場合は端末側通信部の動作を停止するステップと
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、無線基地局からの電波のサービス部における電界強度を推定し、当該電界強度に基づいて無線端末との間の通信機能を停止することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線中継装置のサービスノードとドナーノードとの間の伝搬損失の様子を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る無線中継装置においてサービスノードとドナーノードとの間の伝搬損失を算出する処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線中継装置においてサービスノードの通信機能を停止するか否かを決定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。無線通信システムは、無線基地局と無線端末と無線中継装置１０とから構成されている。無線中継装置１０は、無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。無線中継装置１０は、ドナーノード２０とサービスノード３０とを備える。
【００１９】
まず、ドナーノード２０の機能ブロックについて説明する。ドナーノード２０は、基地局側通信部２２と基地局側制御部２４とを備える。
【００２０】
基地局側通信部２２は、アンテナを介して無線基地局とデータを送受信する。基地局側通信部２２は、無線基地局からの電波を受信し、ダウンコンバートしてベースバンド信号に変換し端末側通信部３２に出力する。また、基地局側通信部２２は、端末側通信部３２からアップリンクデータをベースバンド信号として受け取り、アップコンバートして無線信号に変換し無線基地局へ送信する。
【００２１】
また、基地局側通信部２２は、起動時やサーチ時などにおいて、周辺の無線基地局、および、自身のサービスノード３０からの電波を受信する。
【００２２】
基地局側制御部２４は、基地局側通信部２２をはじめとしてドナーノード２０の全体の動作を制御する。基地局側制御部２４は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。
【００２３】
基地局側制御部２４は、基地局側通信部２２が受信している無線基地局からの電波から、通信確立中の無線基地局のドナーノード２０における電界強度Ｐｄを取得する。
【００２４】
基地局側制御部２４は、サーチ時などにおいて、端末側制御部３４からサービスノード３０の基地局ＩＤを取得する。基地局側制御部２４は、当該基地局ＩＤに基づいて、基地局側通信部２２が受信している信号の中から、サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度を取得する。また、基地局側制御部２４は、当該基地局ＩＤに基づいて、基地局側通信部２２が受信した電波の中から、サービスノード３０の下り電波情報（ＤＣＤ：Downlink Channel Descriptor）を取得する。下り電波情報には、サービスノード３０の送信電力情報などが含まれている。
【００２５】
続いて、サービスノード３０の機能ブロックについて説明する。サービスノード３０は、端末側通信部３２と端末側制御部３４とを備える。
【００２６】
端末側通信部３２は、アンテナを介して無線端末とデータを送受信する。端末側通信部３２は、基地局側通信部２２からダウンリンクデータをベースバンド信号として受け取り、アップコンバートして無線信号に変換し無線端末に送信する。また、端末側通信部３２は、無線端末からの電波を受信し、ダウンコンバートしてベースバンド信号に変換し基地局側通信部２２に出力する。
【００２７】
端末側制御部３４は、端末側通信部３２をはじめとしてサービスノード３０の全体の動作を制御する。端末側制御部３４は、ＣＰＵ等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ）によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態においては、ドナーノード２０が基地局側制御部２４を備え、サービスノード３０が端末側制御部３４を備えるというように、ドナーノード２０およびサービスノード３０の各々が制御部を備える構成として説明したが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、ドナーノード２０とサービスノード３０とを１つの制御部で制御する構成とすることもできる。
【００２８】
端末側制御部３４は、サーチ時などにおいて、基地局側制御部２４から、サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度を取得する。また、端末側制御部３４は、基地局側制御部２４から、基地局側通信部２２がサービスノード３０から受信した信号に含まれるサービスノード３０の送信電力情報を取得する。
【００２９】
端末側制御部３４は、基地局側制御部２４から取得した、サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度、および、サービスノード３０の送信電力情報から、サービスノード３０からドナーノード２０への経路の伝搬損失Ｌを算出する。当該伝搬損失は、図３に示すようなサービスノード３０からドナーノード２０への経路における伝搬損失である。端末側制御部３４は、伝搬損失Ｌを例えば以下の数式により算出する。
伝搬損失Ｌ＝（サービスノード３０の送信電力情報）−（サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度）
【００３０】
端末側制御部３４は、通信確立中の無線基地局からの電波のドナーノード２０における電界強度Ｐｄを基地局側制御部２４から取得する。端末側制御部３４は、伝搬損失Ｌおよび電界強度Ｐｄに基づいて、無線基地局からの電波のサービスノード３０における電界強度Ｐｓを推定する。端末側制御部３４は、電界強度Ｐｓを例えば以下の数式により算出する。
電化強度Ｐｓ＝電界強度Ｐｄ−伝搬損失Ｌ
【００３１】
端末側制御部３４は、電界強度Ｐｓが予め定めておいた所定の閾値より大きい場合は、無線中継装置１０による中継をしなくても、無線端末は無線基地局と通信可能であると判断し、端末側通信部３２を停止してサービスノード３０の通信機能を停止する。これにより、無線中継装置１０は、端末側通信部３２が使用している分の消費電力を低減することができる。
【００３２】
また、端末側制御部３４は、電界強度Ｐｓが予め定めておいた所定の閾値以下の場合は、無線中継装置１０による中継なしでは、無線端末は無線基地局と通信できなくなると判断し、端末側通信部３２をそのまま動作させ、サービスノード３０の通信機能を継続する。
【００３３】
図４のフローチャートを参照しながら、無線中継装置１０がサービスノード３０とドナーノード２０との間の伝搬損失を算出する処理を説明する。無線中継装置１０は、例えば、起動時やサーチ時などに図４に示す処理を自動的に実行する。
【００３４】
無線中継装置１０は周辺の無線基地局等のサーチを行い、基地局側通信部２２は、周辺の無線基地局、および、自身のサービスノード３０からの電波を受信する（ステップＳ１０１）。基地局側制御部２４は、端末側制御部３４からサービスノード３０の基地局ＩＤを取得する（ステップＳ１０２）。
【００３５】
基地局側制御部２４は、サービスノード３０の基地局ＩＤに基づいて、基地局側通信部２２が受信している信号から、サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度を取得する。（ステップＳ１０３）。基地局側制御部２４は、当該基地局ＩＤに基づいて、基地局側通信部２２からの電波に含まれるサービスノード３０の送信出力情報を取得する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
端末側制御部３４は、基地局側制御部２４から、サービスノード３０からの電波のドナーノード２０における電界強度、および、サービスノード３０の送信電力情報を取得し、サービスノード３０からドナーノード２０への伝搬損失Ｌを算出する（ステップＳ１０５）。
【００３７】
続いて、図５のフローチャートを参照しながら、無線中継装置１０がサービスノード３０の通信機能を停止するか否かを決定する処理を説明する。無線中継装置１０は、定期的に図５に示す処理を自動的に実行する。
【００３８】
基地局側通信部２２は、無線基地局からの電波を受信する（ステップＳ２０１）。基地局側制御部２４は、受信した電波から通信確立中の無線基地局のドナーノード２０における電界強度Ｐｄを取得する（ステップＳ２０２）。
【００３９】
端末側制御部３４は、基地局側制御部２４から通信確立中の無線基地局からの電波のドナーノード２０における電界強度Ｐｄを取得する。端末側制御部３４は、当該電界強度Ｐｄ、および、図４のフローチャートによる処理から算出済みの伝搬損失Ｌから、サービスノード３０における電界強度Ｐｓを推定する（ステップＳ２０３）。
【００４０】
端末側制御部３４は、推定したサービスノード３０における電界強度Ｐｓが、無線中継装置１０による中継をしなくても、無線端末が無線基地局と通信可能なレベルであるか否かを判断するため、当該電界強度Ｐｓを予め定めておいた所定の閾値と比較する（ステップＳ２０４）。
【００４１】
端末側制御部３４は、サービスノード３０における電界強度Ｐｓが所定の閾値より大きい場合、端末側通信部３２を停止してサービスノード３０の通信機能を停止する（ステップＳ２０５）。端末側制御部３４は、サービスノード３０における電界強度Ｐｓが所定の閾値以下の場合、端末側通信部３２を停止せずサービスノード３０の通信機能をそのまま継続する（ステップＳ２０５）。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、無線中継装置１０は、無線端末が無線中継装置１０による中継をしなくても無線基地局と通信可能である場合はサービスノード３０の通信機能を停止することにより消費電力を低減することができる。
【００４３】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態の説明においては、サービスノード３０とドナーノード２０との間の伝搬損失を、サービスノード３０からの電波をドナーノード２０で受信して算出したが、ドナーノード２０からの電波をサービスノード３０で受信して算出してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  無線中継装置
２０  ドナーノード
２２  基地局側通信部
２４  基地局側制御部
３０  サービスノード
３２  端末側通信部
３４  端末側制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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